[發(fā)明專利]一種四元Ni-Fe-W-Mo合金高效析氧電催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010740591.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112156788B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何捍衛(wèi);張平;劉曉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;C25B1/04;C25B11/089
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

1.一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑，其特征在于：所述催化劑以質(zhì)量百分比計包括下述組分：

Ni 23~50%；

Fe 12~39%；

W 8~35%；

Mo 8~35%；

所述催化劑通過下述步驟制備：

以表面清潔的導(dǎo)電基底作為陰極；以鎳板為陽極；將陰極、陽極置于電沉積溶液中進行電沉積，在陰極上得到所述催化劑；

所述電沉積溶液中含有可溶性鎳鹽、可溶性亞鐵鹽、可溶性鎢酸鹽、可溶性鉬酸鹽、可溶性添加劑；所述電沉積溶液中Ni的濃度為80-120 g/L、Fe的濃度為30-50 g/L、W的濃度為20-40 g/L、Mo的濃度為20-40 g/L；所述可溶性添加劑由檸檬酸和抗壞血酸組成；其中檸檬酸的濃度為20-40 g/L、抗壞血酸的濃度為1-3 g/L；

進行電沉積時，控制溫度為25-35℃、電流密度為8-12 mA/cm²；

電沉積完成后，取出帶有催化劑的陰極；用去離子水洗滌后在30-60℃干燥8-24 h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑；其特征在于：所述催化劑附著在導(dǎo)電基底上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑；其特征在于：所述催化劑附著在導(dǎo)電基底上并呈塊狀和/或顆粒存在；其中塊狀物表面呈凹凸?fàn)睢?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑；其特征在于：所述塊狀物表面含有裂紋和/或間隙。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑；其特征在于：所述催化劑不含粘結(jié)劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑；其特征在于：所述導(dǎo)電基底為網(wǎng)狀導(dǎo)電材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑；其特征在于：室溫下，在30 wt%的氫氧化鉀溶液中，所得催化劑在10 mA /cm² 的電流密度下的過電位為152~167 mV，在200 mA/cm² 的電流密度下過電位為323~350 mV；

當(dāng)測試溫度為80℃時，在30 wt%的氫氧化鉀溶液中，所得催化劑在10 mA /cm²的電流密度下的過電位為72~80 mV，在200 mA/cm²的電流密度下的過電位為176~185 mV。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑；其特征在于：

所述導(dǎo)電基底選自鎳網(wǎng)；

表面清潔的鎳網(wǎng)通過下述方案制備：

將鎳網(wǎng)置于混合堿溶液中；于50-80℃下加熱10-50 min；然后用水清洗；清洗后用1-5mol/L的鹽酸溶液浸泡10-40 min；用鹽酸浸泡后鎳網(wǎng)用去離子沖洗至洗液pH值大于6.8；沖洗后的鎳網(wǎng)置于乙醇溶液中備用；所述混合堿溶液中含有5-10 g/L NaOH、 10-20 g/LNa₂SiO₃、10-20 g/LNa₂CO₃和20-40 g/L Na₃PO₄。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的一種四元Ni-Fe-W-Mo合金析氧電催化劑的應(yīng)用；其特征在于：所述催化劑用于電催化水裂解技術(shù)領(lǐng)域。